氰苷

氰苷一般味苦，易溶於水、醇；極易被酸或同存於同種植物中的酶所水解。這是通過加工處理去除與降低氰苷毒性的化學基礎。氰苷分解的最後產物是糖類、醛酮和氫氰酸（HCN），HCN沸點26℃，極易揮發散失。少量HCN具鎮靜作用，能麻痹咳嗽中樞，顯鎮咳功效。這是杏仁等中藥平喘鎮咳作用的依據。但大量的HCN進人體內則發生中毒危險。

氰苷本身並沒有毒性，但氰苷可以在β-葡萄糖苷酶的作用下水解生成糖和對應的羥基腈，羥基腈化合物可以自發或經α-羥基腈裂解酶的作用下生成氫氰酸和醛酮化合物，所以氰苷的毒性主要通過HCN和醛酮化合物產生。例如亞麻苦苷生成氰化物是一個兩步的過程，首先是亞麻苦苷去糖基化生成丙酮氰醇，再分解成丙酮和氫氰酸，這些反應是是β-葡萄糖苷酶和α-羥基腈裂解酶催化的。

由於氰醇可以通過酶或自發水解，故常認為β-葡萄糖苷酶的酶解速率是限速步驟。少量氫氰酸可以麻痹咳嗽中樞，體現平喘鎮咳等效果；大量的氫氰酸如果被吸收后，氰根離子能夠迅速與氧化型細胞色素氧化酶中的三價鐵離子結合，使其無法還原成二價鐵離子，使細胞不能再利用血液中的氧而迅速窒息，最終導致呼吸麻痹死亡。氰化物系劇毒物質，人體口服氰化物的急性中毒劑量為0.5～3.5mg/kg。

氰苷類植物在正常情況下，氰苷和酶存在於的不同細胞中，無法生成氫氰酸，故不存在毒性。但當植物被動物採食咀嚼后，植物組織遭到破壞，氰苷與酶接觸而產生HCN，導致動物中毒，這便是食用氰苷類植物中毒的原因，屬於植物自身的防禦機制。人的腸道細菌中也存在糖苷酶活性，所以即使氰苷類植物經過滅酶處理，大量的攝入也可能引起氰化物中毒。

氰苷中毒的臨床表現與氰化物中毒相似，中毒的嚴重程度和氰化物的劑量有關，輕度中毒者出現噁心、嘔吐、腹痛等癥狀。中毒重者，呼吸加快加深、心律不齊、脈搏加快、抽搐昏迷，最後意識喪失，呼吸衰竭而死亡。在一些以木薯為主食的非洲和南美地區，慢性中毒現象也比較常見，如熱帶性弱視，熱帶神經性共濟失調症等。

輕度中毒者出現噁心、嘔吐，腹痛頭痛，心悸頭暈，倦睡無力。中毒較重者，呼吸先頻促后緩慢而深長，面色蒼白，出汗抽搐。重症者，中樞神經先興奮后抑制，呼吸困難，躁動不安，瞳孔散大，對光反應遲鈍或消失，昏迷或抽搐，出現休克或呼吸循環衰竭而死亡。

亞硝酸戊酯和亞硝酸鈉可令部分血紅蛋白（20%～30%）變為高鐵血紅蛋白，後者與遊離態氰基或結合態氰基（已與細胞色素氧化酶中Fe結合的氰基）的親和力很大，並與之結合生成氰化高鐵血紅蛋白，恢復細胞色素氧化酶的功能。但氰化高鐵血紅蛋白不穩定，容易再度遊離出氰基而產生毒害。亞硝酸鈉在轉硫酶作用下生成的硫可與遊離氰基結合生成無毒的硫氰酸鹽經尿排出。其它如硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵等都有類似的解毒功能。

處理急性氰化物中毒時，首先讓病人立刻口服亞硝酸酯（亞硝酸戊酯）或亞硝酸鹽，可使人體中20%～30%的血紅蛋白變為高鐵血紅蛋白，後者與氰基的親和力更大，可以與細胞色素氧化酶中結合的氰基結合，生成氰化高鐵血紅蛋白，使細胞色素氧化酶免受抑制，恢復酶的活性。但氰化高鐵血紅蛋白不穩定，容易在數分鐘內再遊離出氰基，故需迅速給予硫代硫酸鹽等解毒劑，使氰離子轉變為低毒的硫氰化物從尿中排出。

氰苷類化合物是指由氰醇衍生物的羥基和糖縮合形成的糖苷，屬於植物的次生代謝產物，已經在菊科、豆科、亞麻科和薔薇科等2500多種種屬中發現。目前常見的氰苷大多具有相同的骨架結構，根據氰醇衍生物上的取代基不同可分為脂肪族和芳香族兩類。

氰苷有很多都被人們所熟知，如苦杏仁苷、亞麻苦苷、蜀黍苷等。一種種屬植物一般只含有1或2種氰苷，比如禾本科（蜀黍苷），菊科（亞麻苦苷），水龍骨科（野櫻苷和蠶豆氰苷），薔薇科（苦杏仁甙和野櫻苷）。

氰苷類化合物是指由氰醇衍生物的羥基和糖縮合形成的糖苷，屬於植物的次生代謝產物。氰苷有很多都被人們所熟知，如苦杏仁苷、亞麻苦苷、蜀黍苷等。其中，亞麻苦苷和百脈根苷在菊科、大戟科、亞麻科、罌粟科和豆科植物中都已經被證實存在，野櫻苷在水龍骨科、桃金娘科、薔薇科、虎耳草科、玄參科和苦檻藍科六個家族中被發現，接骨木苷在忍冬科、含羞草科、木犀科存在，蠶豆氰苷發現於水龍骨科和豆科，而苦杏仁苷僅在薔薇科中被發現。總結髮現，這些植物中既有雙子葉植物綱，也有單子葉植物綱，但大部分是屬於雙子葉植物綱，目前還沒有證據顯示氰苷化合物與植物的分類的有關。

氰苷通過C標記技術發現，高粱屬中的蜀黍苷是由酪氨酸水解而來的，其它氰苷也得到了相同的結果，證實氰苷的生物前體為各種α-氨基酸，亞麻苦苷、百脈根苷分別對應著纈氨酸和異亮氨酸，而野櫻苷、苦杏仁苷和接骨木苷則是由苯丙氨酸的轉變而來。氰苷生物合成過程中涉及3大類酶，分別屬於CYP79和CYP71家族的兩種細胞色素CYP450及葡萄糖轉移酶。在生成氰苷步驟中首先通過細胞色素P450，將α-氨基酸羥基化形成N-羥基氨基酸，然後形成醛肟，進一步形成腈，最後一步是由糖基轉移酶催化的半氰醇的糖基化反應生成氰苷。

很多重要的經濟作物中都含有氰苷，比如木薯（亞麻苦苷）、高粱屬（蜀黍苷）、薔薇科（苦杏仁苷）、百脈根（百脈根苷）等，這些植物在服用之前如果處理不當，很有可能發生中毒事件。

木薯原生長於美洲中南部，於17世紀傳入非洲。木薯由於其根莖部的高澱粉含量，且能在貧瘠的土地上生長及抗病蟲能力較強，所以在許多地區作為主要糧食作物，在亞熱帶和熱帶被廣泛的種植。木薯中氰苷主要是百脈根苷和亞麻苦苷，氰苷本身不含有毒性，但木薯加工過程中，當根部組織被破壞時，會釋放內源性酶，在潮濕和常溫的環境中，亞麻苦苷會被酶分解生成氰醇，該化合物會在一定條件下生成HCN。儘管日晒，浸泡，水煮等加工過程可以去除80%～95%的氰苷化合物，但仍有一部分會留存在食物中。如果長期食用，會對人的健康造成危害。

薔薇科的許多植物，如蘋果、杏和桃等，其內核中氰苷為苦杏仁苷，含量甚至可以達到6%，而果肉中氰苷的含量較低，僅0.001%～0.01%。苦杏仁苷由龍膽二糖和扁桃腈組成，屬於二糖氰苷。同樣，在果核中也存在分解苦杏仁苷的酶，潮濕的果核被碾碎后，苦杏仁苷就會在內源性酶的作用下，裂解掉末端的糖基，生成單糖氰苷野櫻苷，進而酶解生成扁桃腈，而扁桃腈會自發或經羥基腈裂解酶產生氫氰酸，而在人類的胃腸道細胞中同樣也具有酶的活性，所以當誤服該類內核時也會在體內酶解生成氫氰酸，有可能導致中毒。